近(jìn)日(rì)，合肥綜合性科(kē)學中心環境研究院黃(huáng)行(xíng)九研究員(yuán)科(kē)研團隊利用(yòng)原位技(jì)術(shù)，結合™高(gāo)通(tōng)量計(jì)算(suàn)方法和(hé)機(jī)器(qì)學習(xí)，揭示了(le)雙金(jīn)屬單原子(zǐ)對(d≤uì)重金(jīn)屬氧化(huà)還(hái)原反應的(de)選擇性催化(huà)本質，極大(dà)地(dì)提✔高(gāo)了(le)雙金(jīn)屬單原子(zǐ)催化(huà)劑的(de)篩選效率，對(duì)未來(lái)多(duō)位點原子(zǐ)級納米材料的(de)設計(jì)與合成具有(yǒ®u)重要(yào)的(de)指導意義。

受限于空(kōng)間(jiān)和(hé)時(shí)間(jiān)分(fēn)辨率，目前對(duì)原↓子(zǐ)級微(wēi)觀動态過程的(de)理(lǐ)解尚存在局限性，這(zhè)在一(yī)定程度上(shàng)嚴重制(zhì)約了(le)催化(huà)劑調控技(jì)術(shù)的(γde)發展及其應用(yòng)領域的(de)擴展。面對(duì)這(zhè)一(yī)挑戰，研究團隊緻力于高(gāo)性能(n₩éng)敏感材料的(de)設計(jì)與調控工(gōng)作(zuò)，旨在實現(xiàn)對(duì)環♥境重金(jīn)屬污染物(wù)的(de)高(gāo)靈敏度和(hé)高(gāo)選擇性電(diàn)化(huà)學檢測。

相(xiàng)關結果以封面論文(wén)“High-Throughput Screening ofε Selective Bimetallic Atomic Catalysts for Self-Adβaptive Matched Electrochemical Reduction”發表在國(guó)際頂級期刊Nano Letters (Nano Lett.,2025,DOI:10.1021/acs.nanolett.4cφ06524,2025)上(shàng)，合肥綜合性科(kē)學中心環境研究院為(wèi)第一(yī)完成單位。

該研究結合先進的(de)原位同步輻射光(guāng)譜技(jì)術(shù)和(hé)高(gāo)精度的(de)理(lǐ)論計(jì)算(suàn)，實現(xiàn)了(le)對δ(duì)雙金(jīn)屬單原子(zǐ)催化(huà)劑在催化(huà)反應過程中瞬态結構的(de)實時(shí)捕捉和(hé)解析。通(tōng)過®高(gāo)通(tōng)量篩選确定了(le)高(gāo)效的(de)雙金(jīn)屬原子(zǐ)級電(d₽iàn)極界面，實現(xiàn)了(le)Cu(II)和(hé)As(III)的(de)并行(xíng)電(diàn)化(huà)學還(hái)原。原位X射線吸收₽精細結構（XAFS）光(guāng)譜和(hé)配位場(chǎng)理(lǐ)論驗證了(le)雙金(jīn)屬單原子(zǐ)體(tǐ)系中，由允許的(∏de)d?d躍遷促進的(de)Ni?Cu特定能(néng)級匹配，再現(xiàn)了(le)電(diàn)化(huà)學微(wēi)觀動态還(hái)原過程✔。進一(yī)步通(tōng)過理(lǐ)論計(jì)算(suàn)發現(xiàn)，Fe?As特定鍵合和(hé)最 小(xiǎo)勢能(néng)（1.40 eV）決定步驟，這(zhè)是(shì)源自(zì)關鍵中間(jiān)體(tǐ)的(de)主要(yào)s和(hé)p峰向高(gāo)能(néng)軌道('dào)的(de)線性偏移。此外(wài)，分(fēn)别從(cóng)動力學、熱(rè)力學模型的(de)收斂趨勢和(hé)退火(huǒ)模拟的(de)角度再現(xiàn)了(le)自(zì)适​應匹配的(de)動态演化(huà)。

該研究中高(gāo)通(tōng)量計(jì)算(suàn)方法的(de)應用(yòng)顯著加速了(le)催化(huà)劑候選材料的(de)篩選過程，通(tōng)過£預測材料的(de)催化(huà)性能(néng)和(hé)穩定性，縮小(xiǎo)了(le)實驗驗證的(de)範圍，從(cóng)而大(dà)大(dà)提¥高(gāo)了(le)研究效率。同時(shí)，也(yě)為(wèi)環境重金(jīn)屬污染物(wù)的(de)高(≠gāo)靈敏度和(hé)高(gāo)選擇性電(diàn)化(huà)學檢測及催化(huà)機(jī)制(zhì)原位探究提供了(le)重要(yào)科(kē)學依據。&